高層建筑施工技術的探討與應用

◎ 昆山市中建項目管理有限公司 文仕波

1 工程概況

某商業大廈工程占地約8500m2，工程為5層深地下室，均為地下停車場，上部結構為一幢35層高座落在裙房上的商用綜合大樓，商用綜合大樓平面大小約為42m×40m。裙樓平面大小約為90m×45m，高度為21m。商用綜合大樓大廈主樓高度為192.30m，從裙樓屋面至辦公綜合大樓屋面的高度為171.30m；基坑開挖深度為26.50m。

本工程地下室、裙樓及商用綜合大樓的結構為現澆鋼筋混凝土框架及勁性鋼結構及混凝土樓板結構。其中內核心筒為混凝土筒體，外框架柱為鋼骨混凝土柱。外框架梁為鋼梁、鋼骨混凝土梁或混凝土梁。樓面鋼梁與混凝土筒體的連接均為鉸接。立體結構柱網尺寸基本為9.2m和7.5m，地下結構層高3.20m，上部結構裙房層高為4.75m，上部結構主樓層高為4.2m。

基礎形式為鋼筋混凝土灌注樁及現澆鋼筋混凝土滿堂基礎，工程樁為鉆孔灌注樁，樁長82m，圍護結構采用地下連續墻結構，墻厚1000mm，深度42m，局部加深至44m和46m。本工程主樓底板厚3.20m，裙房底板厚2.10m，采用C35，墊層C20素混凝土。底板主筋采用直螺紋連接。底板鋼筋伸入地墻墻邊，與預埋鋼筋接駁器接出的鋼筋連接。

2 逆作法施工技術應用

2.1 降水設計施工

（1）工藝流程

準備工作→鉆機進場→定位→開孔→下護口管→沖孔換漿→下并管→返水填礫→止水止漿→洗井→下泵試抽→合理安排排水管路、電纜電路→試驗→正式抽水→記錄。

（2）技術措施

1）準備工作

進場施工前，首先要組建項目經理部，落實材料和人員，合理安排人財物，與甲方及監理保持密切協作。

2）材料到位

專人負責進料，工程師核定，確保井壁管、過濾管(外包尼龍網)、4#填礫、粘土等材料的質量。

3）進出場、定位、埋設護孔管

鉆機進場。基礎牢固、平穩、水平，孔中心、磨盤中心、大鉤應成一垂線。埋設護孔管要求垂直，并打入原狀土層中10-20cm，外圍用粘土填實，井管、砂料到位后才能開工，孔斜不超過l%。

4）鉆進清孔

鉆進中保持泥漿比重在1.05～1.1，鉆進中對地層要記錄各層情況，確定降水含水層的確切層位和巖性。每鉆進一根鉆桿應重復掃孔一次，再接新鉆桿，終孔后應徹底清孔，直到返回泥漿內不含泥塊，返出的泥漿含砂量達到要求后提鉆。

5）吊下井管

按設計井深事先將井管排列、組合，下管時所有深井的底部按標高嚴格控制，并且保持井口標高一致。井管應平穩入孔、焊接垂直，完整無隙，確保焊接強度，以免脫落，為了保證并管不靠在并壁上和一定的填礫厚度，在管上加兩組扶正器，保證環狀填礫間隙厚度大于140mm，過濾器應刷洗干凈，過濾器縫隙均勻。下管要準確到位。自然落下，稍轉動落到位。不可強力壓下，以免損壞過濾結構。井管到位后下鉆桿稀釋泥漿到1.05左右，鉆桿與井管的環狀間隙應用補心密封，使泥漿從過濾器經井管與孔壁的環狀間隙返回地面，稀釋泥漿應逐步緩慢進行。

6）填礫

稀釋泥漿比重在1.05時關小泵量填礫。設計鉆孔直徑560mm，井管直徑273mm，填礫厚度140mm。按各井填礫要求進行填礫。

7）止水

為了防止上部土層中的水沿礫料進入減壓并內，在減壓井填礫頂部填5m厚的粘土球，再用粘土填實，一直填到地面，才能開始活塞洗井。

8）聯合洗井

洗井要求采用活塞和空壓機聯合洗井方法，活塞洗井一定要將水拉出井口，形成井噴狀，要求洗井至水清，含砂量達到鑿井驗收標準，井損失應小于3m，確保洗井質量。

9）下泵試抽

安裝泵體要穩。泵軸垂直，在各井中分別安裝一根回流管，閘閥兩個，一根鍘水管。50m深井下泵深度在48m左右，28m深井在26m左右，連接好排水管及電源線路進行試抽水，測定井內水位及觀測孔水位變化，估計流量。等水位恢復后積極配合抽水試驗。

在疏干井中下泵體，并進行井口密封，連接好排水管、電纜、真空泵管道。采用真空輔助降水，提高降水效率。

2.2 節點設計施工

（1）柱與梁板節點

由于本工程采用一柱一樁和一柱雙樁施工，故施工柱之前，應先將格構柱施工至設計標高，挖土后在其頂部加設封頭板，并在封頭板上加設錨筋，然后進行柱、梁及底層梁、板施工，施工時在柱位置預留柱插筋及混凝土澆搗孔。

地下一層以下各層挖土流程與自行車夾層相同，當土體全部施工完畢后可進行大底板的施工，在柱位置預留插筋，待大底板可上人后，可進行地下三層柱的施工。同時從地下三層向上逐層進行筒體剪力墻施工。待豎向剪力墻和柱達到設計強度后，割除格構柱。

（2）剪力墻節點

底層樓板施工前，先將格構柱挖出，并在其頂部加設封頭鋼板，在剪力墻位置下方設立與剪力墻同厚、1000高的托梁，其托梁直接錨入地墻頂圈梁之內，預留剪力墻插筋。

自行車夾層土體挖空以后，施工自行車夾層梁、板，施工前，在格構柱上燒焊鋼牛腿，并在剪力墻下方加設與剪力墻同厚、1000高的托粱與其它處梁、板一起施工，與托粱相對應在地墻內預埋鋼筋接駁器。

地下一層以下各層挖土方法同自行車夾層，當土體挖除完畢后施工大底板，在剪力墻位置預留垂直插筋。當底板達到一定強度后，施工地下三層剪力墻，在格構柱處斷開，并預留水平筋。剪力墻混凝土達到設計要求強度后，割除格構柱，將剪力墻全部施工完成。

（3）地下連續墻與板、梁連接節點

由于樁基持力層與地下連續墻持力層不同，在施工過程中結構所受荷載不同，在逆作法施工過程中將會產生差異沉降。因此除按設計圖綁扎的鋼筋之外，所有地下墻與梁板的節點處，與一柱一樁的柱梁節點處，均增配足夠的抗不均勻沉降所產生的附加彎距筋，使地墻與結構及各個節點形成牢固可靠的整體，共同受力，不產生裂縫。

2.4 逆作法施工監測

本項目是保證逆作法順利進行的重要環節，包括支撐樁沉降觀測，鋼格構柱內力，大樓沉降觀測，土體側壓力，水壓力，連續墻水平位移，連續墻鋼筋內力，基底土體回彈等監測方法，對逆作法施工的各個環節及周邊建筑物進行監測控制，及時掌握施工過程結構承載體系的受力，變形狀態以及相鄰建筑物的變形、沉降狀況，使旄工過程有科學的數據作指導，保證基坑開挖過程，地下結構物受力體系的穩定及安全，并確保周圍建筑物的結構穩定和安全。

監測方法是垂直位移(或沉降觀測)采用高精度水準測量，測定監測點的高程；平面位移采用軸線投影法或小角度法；連續墻體測斜、土體測斜(土體側向位移)采用孔頂假設不動點，以孔頂平面位移值作為測斜修正值；支撐應力，土壓力和立柱應力測試測量支撐應力、土壓力和立柱應力傳感器的頻率變化，通過公式換算成支撐受力或壓力(KN、KPa)。

結語

高層建筑推廣應用逆作法，能夠提高地下工程的安全性，可以大大節約工程造價，縮短施工工期，防止周圍地基出現下沉，是一種很有發展前途和推廣價值的深基坑支護技術。